Thales 420下滑設備投產校飛下滑角角度不符合設計標準的分析與解決

段雪峰

摘 要：本文針對荷花機場08號跑道Thales 420下滑設備投產飛行校驗過程中下滑角角度不符合設計標準的問題，利用調整天線陣子位置、扭轉外天線角度逐步調整下滑角角度，使之達到飛行校驗標準。

關鍵詞：飛行校驗；下滑角角度；扭轉天線

中圖分類號：V351.37 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）19-0084-02

儀表著陸系統（Instrument landing system，簡稱ILS）是目前最為廣泛的飛機精密進近和著陸系統。為了確保盲降設備系統投產后能夠長期穩定運行，我們要定期對盲降設備進行投產飛行校驗，以保證設備能夠穩定地提供準確導航信號。

盲降設備空間信號的合成是多種內外因素共同作用的結果，除了受盲降設備自身軟件和硬件的影響外，同時也受外界地形等條件的影響。在投產飛行校驗過程中，空間信號調試到最優，應盡量避免對機內進行調整，我們通常選擇對下滑天線陣子進行調整來滿足校驗飛機的要求完成各個檢驗科目。本文以解決荷花機場08號下滑設備下滑角角度不符合設計要求為例進行介紹分析校飛中通過扭轉天線來滿足下滑信號要求。

1 問題現象

2018年1月11日按校飛計劃對08號下滑設備進行投產飛行校驗，校驗下滑角度時，發現下滑角度為3.15°，而設計要求為3.2°不符合設計要求。（通常情況下下滑角為3°，由于張家界荷花機場處于山區，受地形影響跑道西高東低，相差15米，故設計要求為3.2°）

2 問題解決

由于是本次是設備的投產校驗，在發射機調整好的情況下，技術人員希望通過調整天線振子的方法將下滑較角度調高，盡量不調整發射機，有助于設備的投產后的維護。

張家界荷花機場08號盲降設備采用的是THALES 420設備，其下滑天線為M型天線。M型天線共有三根天線振子，技術人員先后嘗試了調整豎直高度，調整水平位置以及扭轉天線角度三種方法進行實驗，最終將下滑角升高到設計要求值。

M型天線陣是目前能適應各種不同場地、使用最廣的一種。這種天線陣使用了上中下三副天線。與M型天線陣配置使用的設備，通常采用雙頻余隙制，即除了主發射機發射CSB和SBO外，還有余隙發射機發射余隙（CL）信號，兩部發射機輸出的信號以不同的幅度、相位和組合饋給這三副天線，如圖1所示。

M型下滑信標下天線高度的標準公式：

角度為下劃線與地面夾角，設計標準為3.2°。頻率為109.7MHZ，帶入公式h=4.2m。

技術人員將三根天線振子分別依次下降5cm，10cm，15cm，飛行校驗數據為下滑角3.13°；再依次下降4cm，8cm，12cm，飛行校驗數據為下滑角3.16°；再依次下降6cm，12cm，18cm，飛行校驗數據為下滑角仍為3.16°。降天線后下滑角變化不明顯，仍然無法達到3.2°的設計標準。

下滑信標輻射的信號只有一個方向，即正對著飛機進近的方向。因此，就可用多個（通常為三個）橫向排列的半波振子天線加反射器來滿足水平面的輻射特性要求。

下滑信標的水平輻射場型如圖2所示。圖中可見，其正面的輻射場強遠大于側面的場強。當天線陣離開跑道中心線120米（約400英尺）時，跑道入口處的場強比0°線上的場強約低5%，而在垂直于天線陣的跑道道面上的那一點的場強則明顯降低了，但由于此點離天線陣較近，仍有足夠的信號強度使接收機工作，直至飛機接地。

這里要注意的是，正由于距離較近，天線陣的位置將會影響CSB天線和SBO天線信號的相對相位，因此必須對天線陣進行偏置補償。

其中上天線向跑道一側偏置，下天線向背離跑道一側偏置。通常情況下偏置量越小跑道到入口高度越低，下滑角越小。技術人員多次改變下滑天線偏置量進行試驗，（例如上天線向跑道側平移5cm，下天線向遠離跑道一側平移5cm，增加天線偏置； 上天線向遠離跑道側平移3cm，下天線向跑道一側平移3cm，減小天線偏置）但無論是增加偏置還是減小偏置都對下滑角的影響很小，問題仍然存在，下滑角不符合3.2°的設計要求。

常規的天線調整效果并不明顯，技術人員觀察機場附近環境，懷疑有障礙物對信號造成影響。最后技術人員將三根天線陣子的位置恢復為最初的位置，嘗試調整三根天線振子的方向。第一次將三根天線向跑道一側旋轉3mm，校飛結果為下滑角3.17°；第二次將三根天線向跑道一側旋轉1°（旋轉量為4mm），校飛結果為下滑角3.19°第二次將三根天線向跑道一側旋轉5mm，校飛結果為下滑角3.18°。通過實驗最終技術人員將三根天線向跑道一側旋轉1°，下滑角3.19°符合設計要求。

3 原因分析

下滑信標的天線陣可以安裝跑道的任意一邊、與跑道中心線平行的直線上。因此，在所有其它選址因素相同的情況下，天線陣應設在遠離滑行道等可能出現干擾的跑道一側，如圖3中所示。同樣，在選擇下滑信標天線陣場地時，還應考慮以后可能的新建設施、或機場擴建而使下滑信標遷址等等的因素。

圖中字母所對應的距離：

d—根據下滑角、入口高度和地形決定；

U—60m（200英尺）；

V—75～200m（250～650英尺）；

W—30m（100英尺）；

X—120m（400英尺）；

Y—360m（1200英尺）或d，取大者；

Z—900m（3000英尺）、或到機場邊界的距離、或到平坦地形終止的距離，取小者。

根據《166民用航空通信導航監視臺（站）設置場地規范第1部分：導航》規定：

B區內不應有鐵路、公路，不應有建筑物（航向信標機房除外），不應有高于機場側凈空限制的建筑物、高壓輸電線、堤壩、樹林、山丘等，地面應盡可能平坦。

C區內不應有鐵路、公路，不應有建筑物（航向信標機房除外），不應有高于機場側凈空限制的建筑物、高壓輸電線、堤壩、樹林、山丘等，該區域的地形坡度應不超過15%。

如圖4所示，張家界荷花機場下滑保護區環境不是十分理想，其中C區與B區的保護區覆蓋不夠，在C區與B區遠離跑到一側的部分區域有樹木，房屋以及山石等障礙物嚴重遮擋了下滑信號的傳播，給設備調試造成了很大影響。

將三根下滑天線向跑到一側旋轉最終使下滑角角度符合設計要求是技術人員多次實驗有效避開障礙物遮擋的結果。由此次事件可見下滑保護區對與下滑設備的正常運行十分重要，在條件允許的情況下應盡可能的保證下滑保護區環境良好。

4 結語

下滑角角度是儀表著陸系統投產飛行校驗科目之一，投產校驗要讓設備處于最優狀態盡量減少不必要的機內調整，本文案例中介紹了通過調節天線振子改變下滑角的一般方法。在常規方法效果不明顯的情況下，采取了扭轉天線進行試驗的方法。天線扭轉5°以內對設備的影響很小，最大程度保證了設備正常運行。通過本案例可見保護區對盲降設備的重要性。空間信號的合成很大程度上受外界環境的影響。我們設備維護人員除了維護好設備本身狀態以外，也應關注保護區的保護問題。如保護區內樹木生長，新建民房等問題應及時發現，妥善處理。

參考文獻

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